美空军未来空战平台研判

来源:战略前沿技术 时间:2018-06-06
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2018年2月,美空军发布了2019财年预算需求文件,计划在2018-2023财年为“下一代空中主宰”(NGAD)项目投资101.85亿美元,其中用于2030年后空中主宰AOS(即未来空战平台)100.93亿美元,用于空中主宰空对空武器0.92亿美元。由此判断,美空军未来空战平台即将开展型号研制。

一、美空军未来空战平台概念探索经历了两个阶段

1.“第六代战斗机”概念发展阶段

早在2008年9月,美空军协会就发表了《战斗机划代》文章,提出了第六代战斗机初步特征的设想。

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美空军在2010年11月发布的“下一代战术飞机”装备和技术概念能力信息征询书,揭开了美空军公开向工业界征询下一代战斗机信息的序幕(美国政府“联邦商机”网站图片)

2010年,美空军公开发布了《下一代战术飞机装备与技术概念研究》能力信息征询书,征询第六代战斗机装备概念和技术概念,其主要内容包括:能在2030-2050年间“反介入/区域拒止”环境中作战;与装有下一代先进电子攻击装备、先进综合防空系统、无源探测系统、综合自防御系统、定向能武器和网络电磁攻击设备的敌军对抗;在航程、续航时间、生存力、网络中心战、态势感知、人-机系统综合及武器效能等方面拥有更强能力。从此启动了第六代战斗机概念研究。此后,美空军完成了基于能力的评估,认为在2030-2050年间,美空军的空中优势能力至少在持久性、生存力、毁伤性、连通性、互操作和经济可承受性等六个方面存在关键能力差距。基于此评估,空军形成了第六代战斗机主要需求分析报告,并于2013年通过国防部联合需求监督委员会批复,为实现采办项目立项奠定了重要基础。

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2014年,美空军在2015财年预算申请中正式列编了“下一代空中主宰”项目,第六代战斗机发展正式进入装备采办的论证阶段。

2.穿透性制空(PCA)平台概念发展阶段

随着第六代战斗机概念研究与论证工作的不断深入,发现其技术特征仍难以明确,但项目需要继续向前推进。因此,自2016年春季起,美空军不再纠结战斗机的代际划分,转向使用“穿透性制空”这一名称来代指下一代制空作战平台。

美空军为了规避在一型平台上集成过多新技术导致的技术风险不断提高,扭转单一装备采办费用大幅攀升,实现快速采办、尽早形成作战能力。美空军颠覆了以往依赖单一平台“机型替换”进行更新换代的思路,由传统打造高效能、高生存、快速决策、敏捷反应的作战强节点,转向发展跨空、天、网、电,并能与地面/水面能力强联合的网络化“系统簇”,以获取空中优势。未来空战平台是该“系统簇”的核心装备,将可同时遂行火力打击、信息获取、数据处理、目标指示等多种功能。

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诺格公司在2016年2月发布的未来战斗机想象图。尽管图中看上去3架未来战斗机外形一致,但其中可能有的是“穿透型制空”飞机,有的则用作“穿透型电子战”(PEW)飞机(美国诺格公司图片)

二、美空军基本明确了未来空战平台的发展方向

指导理论明确。近年来,美空军发布了《空军未来作战概念》、《技术地平线》等一系列文件,从顶层为未来空战平台的概念研究提供了牵引和输入。在具体项目上,美空军在2016年发布了《2030年空中优势飞行规划》,除提出转变装备发展思路外,高度重视能力开发和部署速度,要求运用敏捷采办和原型化等多种措施加快引入先进技术的速度。可以说,美空军用于指导未来空战平台发展的理论已基本成形。

美空军在2016年5月31日发布的脱密版《2030年空中优势飞行规划》。该文件的保密版也在当月提交,并由时任美空军最高领导层签发,指导了美空军开展一系列技术发展和实验工作。该文件值得关注的要点可参见本号2016年6月1日报道:“美国空军发布<2030年空中优势飞行规划>”(点击题名可直接访问)

军事需求明确。美空军发布的一系列文件中,反复强调未来空战平台需在“反介入/区域拒止”的环境中作战。美国新版《国家安全战略》及《国防战略》报告,更是明确将中、俄列为头号战略对手,进一步强化了空军未来空战平台发展军事需求的针对性。预计,美空军未来空战平台将从远离战区的基地出发,“穿透”进入我防御纵深,主要目标直指我军。

使命任务明确。美空军发展未来空战平台的目的是与“系统簇”中其他装备协同作战,并在作战体系的支援下,提供联合作战所需时空的空中优势。按《下一代战术飞机装备与技术概念研究》征询书,美空军未来空战平台的核心使命任务仍是进攻性与防御性制空作战。同时,随着网络、电磁空间争夺日趋激烈,情报、监视与侦察和空中电子攻击也将成为未来空战平台的重要任务。因此,该平台未来将同时承担“射手”与“传感器”的角色。

时间节点明确。美空军发布的一系列文件中,明确未来空战平台2030年形成初始作战能力。美空军2019财年预算需求中,也提出了高额的未来五年投资安排,预示将在此期间开展工程研制。美空军为实现进度目标,将采用快速采办程序,推行原型化、技术与装备并行发展、渐进式能力提升等策略,以期快速拿到装备、形成能力。

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美空军2019财年预算要求文件中,对“下一代空中主宰”(NGAD)项目的投入数据(上图)。尽管该项目也包括2018财年新增的“空中主宰空对空武器”专项(646203专项),但该专项2018-2023财年计划的总投入只有0.9215亿,用于“2030年及之后空中主宰AOS”专项(646007专项)的投入仍超过100亿。另外,美国防部在其预算概览文件中如此描述该方向投资:“本预算要求还投资发展某种一体化的系统簇,它能够在对抗环境中建立并维持空中优势。2030年及以后需要对抗与美军同级或接近同级的对手时,美军联合部队依赖于国防部获取和维持空中优势的能力”;美空军在其预算要求概览文件中,也直接将NGAD项目称为“空中优势系统簇”(美空军图片)

技术方向明确。为弥补现有装备持久性、生存力、毁伤性、连通性、互操作和经济可承受性等关键能力差距,美空军一直稳步推进低成本可维护隐身、自适应变循环发动机、综合能量管理、先进航空电子系统架构、氮化镓雷达、机载激光武器等关键技术群的研发工作,并已取得部分突破。

总体判断,美空军未来空战平台发展的思路是:以装备形成战斗力的时间节点为首要约束条件,以制胜中、俄当前正在发展的装备体系为目标,将美国在气动、结构、低成本隐身、动力、机电等方面的技术优势与基于先进航电系统技术的互联互通互用优势相结合,在最短的时间内夺取未来空中优势制高点,并力争将装备发展风险最小化。

三、美空军未来空战平台探索和发展的启示

一是高度重视概念研究工作。美空军自2010年启动未来空战平台研究工作以来,概念研究始终作为工作主线,目前仍在进行之中。为支撑概念研究工作,美空军提供了充足的资金保障,2015财年和2016财年分别为其投入1822万和883万美元,2017财年更增至1.68亿,是原计划(2100万)的8倍。在研究工作的操作层面,美空军进行了大规模开放式概念征集,既面向空军各一级司令部、空军大学、空军战争中心和空军快速能力办公室,也面向高校和工业界,最终从220多个独立的候选者/倡议者收集了超过1500份意见书,有力支撑了概念研究思路的拓展。基于缜密、扎实的概念研究,美空军决策从2019财年开始大幅增加未来空战平台的资金投入,推动其发展进入新阶段。

二是按需科学确定装备发展约束。美空军为应对中、俄发展对其空中优势带来的挑战与威胁,将装备形成战斗力的时间节点作为首要约束条件,其他所有工作均服从此约束,以达到“以快制慢”的目的。为此,美空军改变以往长周期发展一型“完美”装备的模式,以尽快形成战斗力为目标解决关键问题,并在后续发展中不断提升能力。以武器系统为例,美空军尽管对激光武器等非动力学武器非常渴望,但在未来空战平台备选方案分析中明确:若激光武器达不到备选方案所需的技术成熟度,不会像以往那样等待技术成熟而拖延项目,而可能会选择在后续升级中采用。同时,美军已部署了“远程交战武器”、“小型先进能力导弹”和“微型自防御弹药”等研发工作,未来将形成“远、中、近”相结合的机载武器体系,在支撑未来空战平台的同时,也可为现役第五代战斗机夺取2030年前后的空中优势提供支撑。

三是坚定推进支撑性、基础性技术研发与转化。美军长期、持续投资推动自适应变循环发动机、能量管理等赋能技术研究,用以支撑未来空战平台实现航程、载重等能力提升。如通过“综合高性能涡轮发动机技术”、“通用经济可承受先进涡轮发动机”和即将开展的“支持经济可承受任务能力的先进涡轮技术”等三个国家级军用航空发动机技术研究计划,强力推进动力技术领先发展;美空军还通过“自适应发动机技术发展”和“自适应发动机转化项目”推动自适应发动机技术成熟,使未来空战平台所用动力先于平台转入工程验证机发展;在飞行器能量管理方面,美空军于2008年启动了“飞行器能量综合技术”计划,围绕“能量优化飞机”技术开展了近十年的研发;2016年年底,在该计划即将结束之际,又启动了“下一代热、电力与控制”科研计划,用于满足未来空战平台的电力和热管理等需求。

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2018年5月31日,我国空军宣布歼-20“威龙”战斗机参加夜间空战对抗训练;6月1日,我国空军又宣布:首支歼-20部队开展与歼-16、歼-10C新型战斗机编队协同战术训练。歼20是我国在空中优势装备发展方面的重大成就,但我们必须清楚地认识到,美空军正直接瞄准与我军作战的需要,转变思维和概念,加速转化冷战结束以来的相关科研成果,加速新兴科技发展,试图在2030年重新扩大相对于我国和俄罗斯的空中优势。这可能是我国航空工业和我军历史上,在空中优势装备领域面临的一次最严峻挑战(中国空军图片)

四是要以博弈性、体系化思维发展新一代航空武器装备。未来空战平台是美空军力图重新奠定“领先一代”战略优势的重要装备,已进行长期的技术储备。与之对比,我国歼-20战斗机刚刚投入使用,很长一段时间以来形成的技术储备已极大消耗。为此,需要加大力度推进核心空战平台发展,加速总体、动力、机电、武器等支撑性技术研发,迫使美夺取空中优势的手段与策略做出新的调整。与此同时,要充分认识到美军在“系统簇”发展上所处的领先态势,高度重视体系化作战在未来战争中的重要地位,加大相关作战概念和支撑技术的研究及演示验证,将所取得的中间成果加以迭代应用,以博弈思维构建制空作战系统。

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责任编辑:笋溪

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